Software Projektkalkulation

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1 Software Projektkalkulation Zur Schätzung der Aufwände für Entwicklungs- Test-, Reengineering- und Wartungsprojekte Eine Ringvorlesung für die TU Dresden am von Harry M. Sneed Softwaremigrationsberater für das Burgenländische Landesamt für Datenverarbeitung und Lehrbeauftragter für Software Engineering an den Universitäten Regensburg, Szeged & Dresden sowie an den Fachhochschulen Wien & Hagenberg

2 Einführung in die Schätzproblematik Das Verhältnis vom Zweck und Mittel Das Wesen eines Projektes Das Teufelsquadrat Softwaregröße Softwarekomplexität Software Qualität Cone of Uncertainty 01

3 Passen die Mittel zum Zweck? 02

4 Ein Software Projekt Mir nach! Die Uhr läuft Felsen Gletscher 3. Meilenstein (4. Stunde) Steinschlag 2. Meilenstein (3. Stunde) Projektziel (6. Stunde?) Hier hinten wartet das nächste Ziel Plan 1. Meilenstein (1. Stunde) Berg der tausend Gefahren Projektteam heißt ein hohes Ziel erreichen mit beschränkter Zeit und Kapazität 03

5 Ein Projekt als Zustandsübergang System-Istzustand Elemente/Strukturen/Beziehungen Ein Projekt = ein Zustandsübergang vom Ist zum Soll System-Sollzustand Elemente Strukturen Beziehungen 04

6 Das Teufelsquadrat Qualität Quantität Stabilität Effektivität Rentabilität + + Funktionen Daten Komplexität Integration Produktivität - Hardware - Software - Personal Monate - - Zeit Kosten Mannmonate Computerzeit 05

7 Bilanzierung von Quantität, Qualität, Zeit und Kosten Vorwärtskalkulation Quantity = 200 FPs Quality = 1.2 or 20% higher Productivity = 20 FPs per PM Rückwärtskalkulation Quality = 1.2 or 20% higher Effort = 12 PMs Productivity = 20 FPs per PM Effort = 200 x 1.2 = 240 / 20 = 12 PMs Quantity = 12 x 20 x (2 1.2) = 192 Persons = 2 Time = 12 / (2** 0.8) = 6.9 months Output = 200/(6.9 x 2) = 14.5 FP per PM Persons = 3 Time = 12 / (3** 0.9) = 5.0 months Output = 200/(5 x 3) = 13 FPs per PM Quality = 12 / (200 / 20) = 1.2 or 20% higher If Quality = 0.8 or 20% lower then Effort = 200 x 0.8 = 160 / 20 = 8 PMs Time = 8 / (2** 0.8) = 5 months 06

8 Softwarekomplexitätsmessung Data Complexity Entity Communication Complexity User Interface Process Complexity Module Entity Menue Window CASE Entity Entity Widget Func Func. Func. Entity Button IF Func. Window Entity Icon LOOP Func. 1 - Entities Relations Window 1 - Nodes Edges 1 - interface Widgets 07

9 Wirkung der Komplexität auf die Schätzung Complexity = 1 (Entities / Relationships) Number of Modules/Classes = 40 Number of Relationships between Modules = 100 Complexity of Software Architecture = 1 (40 / 100) = 0.6 Adjusting System Size by Complexity System Size = 100K Statements Complexity Factor = Complexity / Median Complexity Complexity Factor = 0.6 / 0.5 = 1.2 Adjusted System Size = 100K x 1.2 = 120K Statements Cost of Migration = Statements x 2,- Cost of Migration based on raw size = 100K x 2,- = Cost of Migration based on adjusted size = 120K x 2,- =

10 Softwarequalitätsmessung Characteristic Fulfillment Weight Factor Degree Reliability Efficiency Usability Security Portability Testability Maintainability Overall Quality Factor =

11 Wirkung der Qualität auf die Schätzung Quality = Product of all Quality Factors Quality Factor = Reliability * Efficiency * Usability * Security * Portability * Testability * Maintainability Quality Factor = 1.1 * 1.1 * 1.0 * 1.2 * 0.9 * 1.1 * 0.8 = 1.15 System Size = 100K Statements Complexity Factor = Complexity / Median Quality Complexity Factor = 0.6 / 0.5 = 1.2 Complexity Adjusted System Size = 100K x 1.2 = 120K Statements Quality Adjusted System Size = 120K x 1.15 = 138K Cost of Migration = Statements x 2,- Cost of Migration based on raw size = 100K x 2,- = Cost of Migration based on complexity = 120K x 2,- = Cost of Migration based on adjusted size = 138K x 2,- =

12 Cone of Uncertainty Eine Schätzung muss eine Bandbreite möglicher Kosten vorgeben 4x 2x 1.5 Relative Cost Range Concept of Operation Requirement Specifications Product Design Specifications Detailed Design Specifications Accepted Software Feasibility Plans and Requirements Product Design Detailed Design Development and Test 11

13 Softwareproduktivität Produktivitätsmessung Produktivitätsunterschiede Produktivitätsanalysen Der unbekannte Faktor 12

14 Software Produktivitätsmaße Anweisungen Data-Points Function-Points UseCase-Points Entwicklungsumgebung Object-Points Entwickler Abb. 2.1: Alternative Produktivitätseinheiten 13

15 Produktivitätsmessung im GEOS Projekt DATE: FIRM: SDS SYSTEM: GEOS EFFORT IN PERSONDAYS PAGE: Type Total Percent SPEC 4,169 9,238 4,228 4,667 3,935 26, % CODE 5,591 8,780 6,797 6,007 6,800 33, % TEST 4,563 4,071 6,973 8,169 5,956 29, % DOCU 1,540 1,213 2,169 1,593 1,074 7,589 6 % MAIN 1, ,114 7,289 14,030 24, % ALL 17,147 23,302 22,281 27,725 31, , %

16 Berechnung einer Produktivitätskurve Produktivität wird anhand der Erfahrung bisheriger Projekte ermittelt Produktivitätseinheiten Anweisungen UseCase-Points Function-Points Data-Points Object-Points Projekt-E Projekt-F Projekt-G Projekt-H Projekt-D Projekt-C Projekt-B Projekt-A Personenmonate 15

17 Erstellung einer Produktivitätstabelle Object-Points Personenmonate Kosten (Euro) 840 Object-Points 100 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,000 Euros 16

18 Produktivitätsunterschiede in Europa ( ) = Anzahl Projekte untersucht Manufacturing (38) 0,337 Business sectors Retail (19) Public admin (14) Banking (79) 0,116 0,253 0,232 Insurance (56) 0, Productivity (fp/hour) 17

19 SOFTMESS Produktivitätsanalyse PRODUCTIVITY REPORT DATE: FIRM: SDS SYSTEM: DRIVE EFFORT IN PERSONDAYS PAGE: Type Total Percent SPEC 1,006 1,104 3,785 3,836 9, % CODE 905 3,617 3,116 4,115 11, % TEST 276 1,060 1,262 3,196 5, % DOCU ,149 6 % MAIN 0 1,398 2,489 1,809 5, % ALL 2,196 8,019 11,312 13,596 35, % SOFTMESS PRODUCTIVITY REPORT DATE: FIRM: SDS SYSTEM: DRIVE PRODUCTIVITY RATES PAGE: 07 (Person Days per Unit) ohne Wartung Type Members Lines Functs Obj-Pts Dat-Pts Func-Pts SPEC CODE TEST ALL Productivity = 14 per PD,0.8 per PD 7 per PD 7 per PD 1.3 per PD 18

20 Softwaregrößenmessung Function-Points Data-Points Object-Points Use Case Points Constructive Cost Model (COCOMO) Story-Points Testfälle bzw. Test-Points 19

21 Data-Points Function-Points Object-Points Anweisungen Testfälle Software-Quantitätsmaße Datenmodell Funktionsmodell Objektmodell Code Test 20

22 HIPO der Ursprung der Function-Points Input Processing Output Files Records Panels Cards Imports Processing Steps Files Records Panels Reports Exports Eingaben der Applikation Eingabe = 3-6 Points Ausgabe = 4-7 Points DataTab = 7-15 Points Interface = 5-10 Points Datenbasis Master Files Databases Ausgaben der Applikation Function-Points messen den Umfang des Functionsmodells Stammdaten der Applikation 21

23 IFPUG-4 Function-Point Zählung Function Functional Complexity Function Type Type Complexity Totals Totals ILF EIF EI EO EQ Low x 7 = Average x 10 = High x 15 = Low x 5 = Average x 7 = High x 10 = Low x 3 = Average x 4 = High x 6 = Low x 4 = Average x 5 = High x 7 = Low x 3 = Average x 4 = High x 6 = Unadjusted Functional Point Count 22

24 IFPUG-4 Justierungsfaktoren General System Characteristics Degree of Influence (GSC) (DI) Data Communication 2. Distributed Processing 3. Performance 4. Heavily Used Configuration 5. Transaction Rates 6. On-Line Data Entry 7. Design for End User Efficiency 8. On-Line Update 9. Complex Processing 10. Usable in Other Applications 11. Installation Ease 12. Operational Ease 13. Multiple Sites 14. Facilitate Change Total Degree of Influences (TDI) Value Adjustment Factor (VAF) = ( * 0.01) VAF = (TDI * 0.01)

25 Data-Point Zählung Größenmessung des Datenmodells Benutzeroberfläche (Anzahl Masken x Anzahl Sichten) Kommunikationsobjekte Datenentität = 4 Points Schlüssel = 4 Points Beziehung = 2 Points Attribute = 1 Point Felder Sichten Data-Points messen den Umfang des Datenmodells Schlüssel Schlüssel Schlüssel Info- Objekt Info- Objekt Info- Objekt Attribute Datenbank (Anzahl Objekte x Anzahl Beziehungen) Ableitung der Data-Points aus dem Datenmodell Informationsobjekte 25

26 Zählung der Information Data-Points Lieferanten 50,6 Data-Points = 30 Attribute + (3 x 4) Keys Integr. x 1,1 Nutzen Artikel 44 Data-Points = 20 Attribute + (4 x 4) Keys Integr. x 1,1 Nutzen Bestellposten 27,5 Data-Points = 15 Attribute + (2 x 4) Keys Integr. x 1,1 Nutzen Kunden 58 Data-Points = 40 Attribute + (4 x 4) Keys Integr. x 1,0 Nutzen Rückstellposten 27,5 Data-Points = 15 Attribute + (2 x 4) Keys Integr. x 1,1 Nutzen Info-Objekte 208 Data-Points = 120 Attribute + (15 x 4) Keys + Integr. x Nutzen 26

27 Zählung der Kommunikation Data-Points Artikelbewegungen 30,8 Data-Points = 22 Felder + (1 x 4) Views + 2 Komp x 1,1 Nutzen Lieferantenbewegungen 41,8 Data-Points = 32 Felder + (1 x 4) Views + 2 Komp x 1,1 Nutzen Artikelprotokoll 22 Data-Points = 16 Felder + (1 x 4) Views + 2 Komp x 1,0 Nutzen Lieferantenprotokoll 26 Data-Points = 20 Felder + (1 x 4) Views + 2 Komp x 1,0 Nutzen Lagerbewegung 41,8 Data-Points = 10 Felder + (5 x 4) Views + 8 Komp x 1,1 Nutzen Bestellungen 24 Data-Points = 12 Felder + (2 x 4) Views + 4 Komp x 1,0 Nutzen Aufträge 28 Data-Points = 16 Felder + (2 x 4) Views + 4 Komp x 1,0 Nutzen Komm.-Objekte 214,4 Data-Points = 128 Felder + (13 x 4) Views + 24 Komp x Nutzen 27

28 Object-Point Methode Objektmodell Kommunikationsmodell Prozeßmodell Klasse Schnittstelle Schnittstelle Ereignis Transaktion F F F F 1 Objekt Objekt F F F Nachrichten Objekt F F 2 Vererbung Klasse Objekt F Objekt F F F F Objekt F F 3 F 4 Schleife F F F Objekt, Attribute, Methoden F Objekt F F F Objekt Interaktionen zwischen Objekten Kette von Funktionen/Methoden von der Auslösung zum Ergebnis durch Objekte F 5 Ergebnis 28

29 Object-Point Zählung Use Case = 4 8 Points Klasse = 4 Points Methode = 3 Points Schnittstelle = 2 Points Attribut/Param = 1 Point KONTO 20 Attribute 10 Methoden 3 Schnittstellen Object-Points messen den Umfang des Objektmodells BUCHUNG 10 Attribute 4 Methoden 3 Schnittstellen ÜBERWEISUNG 15 Attribute 5 Methoden 3 Schnittstellen AUSZUG 10 Attribute 4 Methoden 2 Schnittstellen KREDIT 10 Attribute 3 Methoden 1 Schnittstelle KUNDE 40 Attribute 20 Methoden 5 Schnittstellen ANSCHRIFT 10 Attribute 5 Methoden 1 Scnittstelle 29

30 Object-Point Einflussfaktoren Erfüllungsgrad Einflußfaktor kein niedrig teils hoch voll Technische Unterstützung Graphische Benutzeroberfläche Gruppenware Projektvernetzung Prozeßreife OO-Methoden OO-Werkzeuge OO-Sprachen OO-Testautomation Object Repository SUMME Einflußfaktor = 1 - (Summe / 100) 30

31 Auftragsberarbeitung UseCase-Point Methode Zählung von UseCase-Points Kundenabfrage Typ Einfach Akteur Schnittstellenart Programm Schnittstelle (API) Gewicht 1 Mittel Nachrichtenschnittstelle (XML/WSDL) 2 Kunde Kundenbestellung Komplex Menschliche Bedienung (GUI) 3 Gewichtung der Systemakteure Use Case Diagramm Use Case Spezifikation 1. Kunde selektiert den Menueintrag Bestellung. 2. System zeigt Bestellungsmaske mit Artikel an. 3. Kunde wählt bis zu 10 Artikel aus und gibt die gewünschte Menge ein. 4. System prüft ob die Artikelmenge auf Lager ausreichend ist. 5. Wenn ausreichend System zieht bestellte Menge von Artikelmenge ab und erstellt Versandposten und Rechnungsposten. 6. Wenn nicht ausreichend erstellt System einen Lieferposten. Typ Einfach Mittel Komplex Anzahl der Prozessschritte 3 oder weniger Schritte 4 bis 7 Schritte Mehr als 7 Schritte Gewichtung der Anwendungsfälle Use Case-Points messen den Umfang des Anwendungsmodells Gewicht

32 Klassifizierung der Systemakteure Actor Type Description Weight Simple Average Application with defined API Another System interacting through a communication protocol, like TCP/IP or FTP 1 2 Complex A user interaction through a graphic interface (GUI or WEB) 3 32

33 Klassifizierung der Anwendungsfälle Use Case Type No. of Steps Weight Simple <= 3 Steps 5 Average 4 7 Steps 10 Complex > 7 Steps

34 Ermittlung der Projekteinflussfaktoren Factor Description Value Weight Factor F1 Familiarity with RUP F2 Application experience F3 Object-oriented experience F4 Lead analyst capability F5 Team motivation F6 Stable requirements F7 Part-time workers (0-5) F8 Programming language difficulty (0-5)

35 COCOMO-II Methode Das COCOMO-II Modell benutzt alternative Größen um den Aufwand zu schätzen. Ausschlaggebend sind außer der Größe der Systemtyp, die Skalierung, die Projekteinflüsse und die angestrebte Qualität. Aufwand = Typ x Größe Produktivität ^SE x (EF x QF) Aufwand: = Personenmonate Typ : = Systemtyp [ 0,5 für Standalone 1 für Integrated 2 für Distributed 4 für Embedded Realtime] Size : = Kilo Source Anweisungen, Function-Points, Data-Points, Object-Points oder UseCase-Points Prod : = Anweisungen, Function-Points, Data-Points, Object- Points, oder UseCase-Points pro Personenmonat SE : = Skalierungsexponent (0,91:1,23) EF : = Einflußfaktor (0,70:1,40) QF : = Qualitätsfaktor (0,5:1,5) SE = Mittelwert von Wiederverwendungsgrad, Umgebungsreife, Zielarchitektur, Teamkohäsion und Prozessreife. 35

36 Systemtypen: COCOMO-II Systemtypen Die COCOMO Methode zielt auf die Kalkulation vom Zeit und Aufwand aufgrund: des Systemtyps, der Systemgröße (LoCs Anweisungen Function-Points Object-Points) der Produktionsbedingungen (Skalierungsexponente), der Projekteinflüsse (Produktivitätsfaktoren) der Produktqualität. 0,5 = Standalone PC-Anwendung oder Host Batchanwendung 1 = Integrierte Anwendung oder Host Online-Anwendung 2 = Verteilte Anwendung bzw. Client/Server- oder Internet-System 4 = Embedded Realtime System 36

37 COCOMO-II Skalierungexponenten Unjustierte PM = A x (Size) SE Prod SE = 0,91:1,23 SE = Median ( Exponentenfaktoren) Exponentenfaktoren sehr niedrig niedrig mittel hoch sehr hoch Wiederverwendung 0% 25% 50% 75% 100% Entwicklungsumgebung völlig teils voll teils voll unerprobt erprobt erprobt beherrscht beherrscht Zielarchitektur völlig teils gemischt teils völlig unbekannt bekannt unbekannt bekannt Teamkohäsion keine etwas mittelmäßig gut voll Prozeßreife Chaos definiert wiederholbar gesteuert optimiert Exponent 1,23 1,10 1,00 0,96 0,91 37

38 COCOMO-II Einflussfaktoren Faktor sehr niedrig niedrig mittel hoch sehr hoch Komplexität >0,8 0,6:0,6 0,4:0,6 0,2:0,4 <0,2 Datenmenge >100 Mill 50:100 Mill 10:50 Mill 1:10 <1 Mill Dokumentationsgrad 0% 25% 50% 75% 100% Wiederverwendungsgrad 0% <20% >20% >40% >50% Werkzeugausstattung keine teils mittel gut voll Hardwareausstattung schlecht befriedigend mäßig gut spitze Vernetzungsgrad keine teils mittel gut voll Support keine teils mittel gut spitze Personalerfahrung keine gering mäßig gut spitze Personalkenntnisse keine gering mäßig gut spitze Personalfähigkeiten keine gering mäßig gut spitze Personalführung keine gering mäßig gut spitze Prozeßnormierung keine skizziert praktiziert erprobt bewährt Konzeptnormierung keine skizziert praktiziert erprobt bewährt Programmnormierung keine skizziert praktiziert erprobt bewährt Testnormierung keine skizziert praktiziert erprobt bewährt Projektverteilung mehrere Länder mehrere Städte eine Stadt ein Gelände ein Raum Projektunterstützung keine teils mäßig gut voll Kundenbeteiligung keine teils mäßig gut voll PM-System keine manuell teils automatis. automatisiert optimiert Faktor 1,40 1,20 1,00 0,85 0,70 38

39 COCOMO-II Rechenbeispiel Lagerhaltung = Integriertes System = 1,0 Size in Anweisungen = 4850 = 5 Kilo Mittlere Produktivität = 500 Anw. pro PM = 0,5 Kilo SE = Wiederverwendung = sehr niedrig = 1,23 Entwicklungsumgebung = voll erprobt = 1,00 Zielarchitektur = völlig bekannt = 0,91 Teamkohäsion = gut = 0,95 Prozeßreife = definiert = 1,10 Skalierung = 1,17 Aufwand = 1 x { [(5 / 0,5)**1,17] x [1,10 x 1,16] } Aufwand = 1 x 15 x (1,27) Aufwand = 19 PM Mittelwert = 1,0 EF = Komplexität = mittel = 1,00 Datenmenge = niedrig = 0,85 Dokumentation = niedrig = 1,20 Wiederverwendung = keine = 1,40 Werkzeuge = mittel = 1,00 Hardware = gut = 0,85 Vernetzung = gut = 0,85 Support = mittel = 1,00 Erfahrung = gut = 0,85 Kenntnisse = mäßig = 1,00 Fähigkeiten = gut = 0,85 Führung = gering = 1,20 Prozeßnorm. = praktiz. = 1,00 Konzeptnorm. = erprobt = 0,85 Programmnorm. = erprobt = 0,85 Testnormierung = skizziert = 1,20 Projektverteilung = 1 Geb. = 0,85 Projektunterstütz. = mäßig = 1,00 Kundenbeteil. = keine = 1,40 QM-System = automat.= 1,20 Einflußfaktor = 1,10 Qualitätsfaktor = 1,16 39

40 TestCost Testing Cost Model The TestCost Testing Cost Model Zähle die Anzahl Testfälle Ermittle die Testpunkte durch die Gewichtung der Testfälle Justiere die Testpunkte durch Testbarkeit Ermittle die bisherige Testproduktivität in Testfälle bzw. Testpunkte pro PT Kalkuliere den Testaufwand 40

41 Schätzung der Testkosten Für die Kalkulation von Testkosten sind drei Maße ausschlaggebend: die Zahl der erforderlichen Testfälle die Testbarkeit des Testobjektes die bisherige Testproduktivität 41

42 Ermittlung der Anzahl Testfälle Blackbox-Testfälle = {UseCases x Schritte x Bedingungen } + {Oberflächen x Objekte x Zustände } + {DB-Tabellen x Tuples x Ausprägungen } Greybox-Testfälle = {Schnittstellen x Parameter x Werte } Whitebox-Testfälle = {Methoden x Methodenaufrufe } + {Objekt x Objektzustände }» { Anzahl Ablaufpfade } 42

43 Testaufwandskalkulation Modularität = 1 -{Module x Modulschnittstellen x Modulbeziehungen} Modulanweisungen Datenbanknutzung = 1 - { Testobjekte } Testobjekte + Datenbanktabellen Schnittstellenbreite = 1 - { Testobjekte x (Sollparameter/Sollschnittstellen) } Testobjekte x (Istparameter/Istschnittstellen) Pfadkomplexität = Zweige x Prädikate Anweisungen Parameter Testaufwand = Systemtype x { Testfälle } ** SE x Testbarkeitsfaktor Testproduktivität Wobei ST = Systemtypfaktor (0,5:4) und SE = Skalierungsexponent (0,91:1,23) 43

44 Sachsen Web Portal Anforderungsanalyse T E X T A N A L Y S I S R E Q U I R E M E N T M E T R I C S TXT-TYPE: German DATE: SYSTEM: SACHSEN PAGE: C O N C E P T Q U A N T I T Y M E T R I C S Number of Text Documents analyzed =======> 4 Number of Text Lines analyzed =======> 331 Number of Text Titles analyzed =======> 157 Number of Text Segments analyzed =======> 155 Number of Sentences contained in texts =======> 1754 Number of Bullet Points contained in text=======> 157 Number of Words used in texts =======> Number of Nouns used in texts =======> 5050 Number of Verbs used in texts =======> 2346 Number of Conditions used in texts =======> 138 Number of Requirements specified =======> 0 Number of User Interfaces specified =======> 165 Number of User Reports specified =======> 5 Number of Objects specified =======> 743 Number of Objects referenced =======> 3296 Number of Predicates specified =======> 283 Number of numeric Constants specified =======> 437 Number of Literals specified =======> 174 Number of States identified =======> 258 Number of Actions identified =======> 536 Number of Rules identified =======> 173 Number of System Actors specified =======> 12 Number of Use Cases specified =======> 167 Number of Use Case Triggers specified =======> 16 Number of Use Case Paths specified =======> 60 Number of Use Case Steps specified =======> 279 Number of UseCase Preconditions specified=======> 32 Number of UseCase Postconditions specified======> 31 Number of UseCase Exceptions specified =======> 30 Number of UseCase Relations specified =======> 0 Number of UseCase Attributes specified =======> 342 Number of Test Cases extracted =======>

45 Sachsen Web Portal Testaufwandsschätzung C O N C E P T S I Z E M E T R I C S Number of Function-Points =======> 4588 Number of Data-Points =======> 9313 Number of Object-Points =======> Number of Use Case Points =======> 847 Number of Test Case Points =======> Test Case Points = 1783 / 4 TestPoints per Tag = 446 PTs Damalige Testaufwandsschätzung 45

46 Testkennzahlen aus dem Sachsen Web Portal Projekt Egovernment Web Site mit drei Applikationen 1844 Testfälle wurden spezifiziert 1495 Testfälle wurden ausgeführt = 81% Deckungsrate 176 Testfälle deckten Fehler auf = 12% Trefferrate 450 Fehler wurden durch den Test entdeckt = 18 per KDSI 56 Fehler wurden nach der Freigabe entdeckt = 11% von allen Systemtest entdeckte 89% aller bisher berichteten Fehler Systemtest dauerte 4 Monate von Jänner bis Mai Testertage wurden gebraucht = 3.8 Testfälle pro Testertag = 1.1 Fehler gefunden pro Testertag 46

47 MainCost Maintenance Cost Model The MainCost Maintenance Cost Model Messe Größe, Komplexität & Qualität des bestehenden Produktes Hochrechnen der Änderungsrate Verfolge die Fehlerrate & Fehlerdichte Messe die Lücke zwischen Soll und Ist Vergleiche Lückengröße mit der Reengineering-Productivität 47

48 Software-Wartungsaufwandsschätzung Verhältnis Wartungspersonal zur Codegröße Maintenance Cost Model Messung der Codegröße Justierung der Codegröße durch Komplexität und Qualität Hochrechnung der Fehleranzahl Schätzung der Fehlerbehebungskosten Schätzung der Weiterentwicklungskosten Kalkulation von Reengineering Projekten 48

49 Verhältnis Wartungspersonal zum Code Maintenance Workbench Code Quantity LOCs Stmts 1280 Fcpts Code Lines One Software Maintenance Engineer Statements Annual Change Rate = 11% LOCs Stmts Ratio of Maintenance Personnel to Code Quantity according to Study of Large User Organisations in Switzerland (1997) 141 Fcpts 49

50 1 Schätzung der Reengineeringkosten Fragebogen Erfassung RE-Anforderungen Ziele 2 Sourcen Sourcecode Analyse Analyseergebnisse Mängel, Metriken, Dokumente 3 Auswertung der Ergebnisse Qualitätsmerkmale Übernahme Quantitäts-& Komplexitätsmaße Einstellung Qualitäts- & Einflußfaktoren Kalibrierung der Produktivität Quantitäts-& Komplexitätsmaße Risikoanalyse Calc-DB 8 Schätzung Projektaufwand in PM Projektdauer in KM 50

51 Schritte zu einer Reengineering-Kostenschätzung 1) Analyze the reengineering requirements (quantity, complexity & quality change required) 2) Analyze the Source of the existing System 3) Transform the results of the Source Analysis over into the Metric Database 4) Compute the adjusted system size as raw size * complexity * quality 5) Define the Degree of Quality improvement 6) Calibrate the productivity data = Past Effort / PDs 7) Analyze Risks and compute Risk Factor 8) Calculate Effort & Time required 51

52 Gap Analyse Ist System Soll System Quantität Komplexität Qualität Entfernung GAP = Abstand zwischen Ist und Soll Quantität Komplexität Qualität 52

53 Messung der Abstandsgröße Adjusted_current size = [current_system_ size x current_comp_factor x (6937) (5000) (1.11) current_qual_factor] (1.25) Current_comp_Factor = Median_complexity / 0.5 eg. 0.55/0.5 = 1.11 Current_qual_Factor = 0.5 / Median_quality eg. 0.5/0.40 = 1.25 Adjusted_future_size = [Future_system_ size x Future_comp_Factor x (3187) (4000) (0.96) Future_qual_Factor] (0.83) Future_comp_Factor = Median_complexity / 0.5 eg. 0.48/0.5 = 0.96 Future_qual_Factor = 0.5 / Median_quality eg. 0.5/0.6 = 0.83 Adjusted_GAP = Adjusted_current_size - Adjusted_future_size (3750) (6937) (3187) Adjusted_GAP = size of reengineering task 53

54 Kalkulation von Reengineering-Kosten Effort Adjusted _ GAP _ sizexquality Pr oductivity _ Factor xrisk _ Factor Effort 3750x1.2 x Effort 6.38x PersonMont hs Time 1.5( Effort) 0.35 Time 1.5(10) CalenderMonths 54

55 Mengengerüst eines IBM Mainframe Systems 387 VA-COBOL Sourcen mit LoCs PL/I Sourcen mit LoCs 324 BMS Masken mit 16,945 LoCs 387 DB-2-SQL Tabellen mit LoCs 303 MVS-JCL Prozeduren mit 540,502 LoCs. Insgesamt Source Dateien mit LoCs. Die Analyse dieser Codemenge dauert ein Tag 55

56 Automatische Messung des IBM Mainframe Systems Source Code SoftAudit Code Analysator Mess Parameter XML Metrikexport Für SoftEval XML Metrikexport Für SoftCalc Metrik datenbank Kalkulations datenbank 56

57 57

58 Schätzungsfallstudie Aufwandsschätzung einer Bankapplikation FIDIS Bankapplikation Automatische Messung des Fachkonzeptes Projektion der Spezifikation auf die Implementierung Automatische Messung des Source-Codes Schlüsse aus der Schätzung 58

59 Function-Point Schätzung auf Basis des Systementwurfs KMS PMS GEA KOS ZAS FIS Zentrale Systeme Batch Proc. Dialoge Proc. Service Proc. Data Objects Reports Anz. Tabellen KMS PVBE MMS PMS PMSI GEA KOS ITM ZAS ARPL AUF TRM FIS KOND ARS LAW STS Total Total Person Months , ,3 36,7 226,6 381,5 12,8 44,0 94,3 28,2 41,1 183,8 117,9 120,6 46,9 175,7 1926,3 Subsystem FPs PM s PY s KMS PMS GEA KOS ZAS FIS Zentrale Systeme Gesamt Estimated Development Costs of Drive = 1926 PM Actual Development Costs of Drive = 1756 PM Type Batch Process Dialog Process Service Process Data Objects Tables Reports (Müller) Berechnung (3 Inputs x 6)+(3 Outputs x 7) (2 Inputs x 6)+(2 Outputs x 7) (2 Inputs x 4)+(3 Outputs x 5) (x 10) (x 15) wie Batch Faktor Person month (PM) = 20 PDs Person Year (PY) = 11 PMs 59

60 Projektion der Anforderungen auf die Implementierung Function-Points Data-Points Requires Objects Use Cases UseCase-Points System Interfaces Business Rules IMPLEMENTATION Components Interfaces Data bases Classes Methods 60

61 Automatisierte Anforderungsmessung C M F A N A L C O N C E P T M E T R I C R E P O R T LANGUGAGE: Objekt DATE: PROCESS:d:\fidis\sts\FIDIS PAGE: C O N C E P T Q U A N T I T Y M E T R I C S Number of Concept Members analyzed =======> 3171 Number of Concept Lines ina all =======> Number of Structure Concept Lines =======> Number of Text Lines =======> S T R U C T U R A L Q U A N T I T Y M E T R I C S Number of Processes analyzed =======> 1305 Number of Online Processes analyzed =======> 379 Number of Object Frame Processes analyzed =======> 52 Number of Service Processes analyzed =======> 41 Number of Batch Processes analyzed =======> 3 Number of Structures analyzed =======> 97 Number of Data Structures included =======> 1323 Number of Text Members referenced =======> Number of Functions referenced =======> 3840 Number of Maps sepcified =======> 1014 Number of Reports specified =======> 30 Number of Views specified =======> 1845 Number of Keys specified =======> 3690 Number of Parameters specified =======> 1705 Number of Rules specified =======> 462 Number of Actions specified =======> 1322 Number of Objects specified =======> 2271 Number of Controls specified =======> 5543 Number of Procedures specified =======> 958 Number of Atributes specified =======> Number of Map Fields specified =======>

62 Automatisierte Anforderungsmessung D I A L O G Q U A N T I T Y M E T R I C S Number of Dialog Menues =======> 56 Number of Dialog Editbars =======> 56 Number of Dialog Folders =======> 56 Number of Dialog Events =======> 319 T E X T Q U A N T I T Y M E T R I C S Number of Sentences contained in texts =======> Number of Conditions contained in texts =======> 4916 Number of Nouns contained in texts =======> Number of Constants contained in texts =======> S Y S T E M S I Z E M E T R I C S Number of Function-Points =======> Number of Data-Points =======> Number of Object-Points =======> C O N C E P T Q U A L I T Y M E T R I C S Number of Changes to the Concept =======> 3878 Number of Major Rule Violations =======> 20 Number of Medium Rule Violations =======> 1913 Number of Minor Rule Violations =======> Number of Rule Violations in Total =======> Degree of Conformance =======> Degree of Complexity =======> Quality Rating =======>

63 S O F Automatisierte T A N A L P R O G R Source-Code A M M E T R I C Messung R E P O R T LANGUAGE: CPP DATE: SYSTEM: DRIVE PAGE: Q U A N T I T Y M E T R I C S C O D E Q U A N T I T Y M E T R I C S Number of Source Members analyzed =======> 4463 Number of Source Lines in all =======> Number of Genuine Code Lines =======> Number of Comment Lines =======> Number of Major Rule Violations =======> Number of Medium Rule Violations =======> Number of Minor Rule Violations =======> S T R U C T U R A L Q U A N T I T Y M E T R I C S Number of Modules =======> 947 Number of Includes =======> Number of Classes declared =======> 1747 Number of Classes inherited =======> 1718 Number of Methods declared =======> Number of Methods inherited =======> 8865 Number of Procedures declared =======> Number of Interfaces declared =======> Number of Object-Points =======> D A T A Q U A N T I T Y M E T R I C S Number of Panels processed =======> 624 Number of Reports produced =======> 54 Number of Files declared =======> 1106 Number of Data Bases accessed =======> 526 Number of Data Views selected =======> 2024 Number of Data Structures =======> 5891 Number of Defined Definitions =======> Number of Data Variables declared =======> Number of Data Variables inherited =======> Number of Data-Points =======>

64 Source Code Metrik P R O C E D U R A L Q U A N T I T Y M E T R I C S Number of Statements =======> Number of Input Operations =======> 2442 Number of Output Operations =======> 5763 Number of File & Database Accesses =======> 4612 Number of Function References =======> Number of Foreign Functions referenced =======> Number of Macro References =======> Number of Macros referenced =======> Number of If Statements =======> Number of Switch Statements =======> 3760 Number of Case Statements =======> Number of Loop Statements =======> 8008 Number of GOTO Branches =======> 0 Number of Return statements =======> Number of Control Flow Branches =======> Number of all Control Statements =======> Number of Literals in Statements =======> Number of Nesting Levels (Maximum) =======> 14 Number of Test Cases (Minimum) =======> Number of different Statement Types =======> Number of Assertions made =======> 192 Number of Function-Points =======>

65 Schätzungsfallstudie Aufwandsschätzung einer Auftragsbearbeitung Anwendungsgeschichte Akteure und Anwendungsfälle Story-Points Automatisierte UML Messung PC-Calc Schätzung SoftCalc Schätzung 65

66 Eine Anwendungsgeschichte Das Auftragbearbeitungssystem bearbeitet die Aufträge, die von den Kunden kommen. Sie werden entweder erfüllt, abgelehnt oder zurückgestellt. Wenn ein Auftrag eintrifft, wird geprüft ob der Kunde bekannt ist und ob seine Bonität in Ordnung ist. Falls der Kunde unbekannt oder seine Bonität nicht in Ordnung ist, wird der Auftrag abgelehnt. Jeder Kundenauftrag kann bis zu 10 Bestellposten enthalten. Jeder Bestellposten hat die Nummer, der Name und die Bestellmenge des gewünschten Aktikels. Erst, wird geprüft ob der gewünschte Artikel auf Lager ist. Wenn nicht, wird diese Bestellung abgelehnt. Als nächstes wird geprüft ob die Artikelmenge auf Lager ausreichend ist, um die Bestellung zu erfüllen. Wenn nicht, wird aus dem Bestellposten eine Rückstellung erzeugt. Falls, der Artikel vorhanden und die Menge ausreichend ist, wird die bestellte Menge abgezogen, die Auslieferung angewiesen und ein Rechnungsposten erstellt. Immer wenn die Artikelmenge auf Lager reduziert wird, soll geprüft werden, ob die Menge noch über die Mindestmenge ist. Wenn nicht, ist eine Lieferbestellung für den im Moment billigsten Lieferant automatisch zu erzeugen. Ein Lieferauftrag wird aus den Lieferbestellungen eines Lieferanten gebildet und am Ende jeder Woche an die betroffenen Lieferanten versendet. Die Rechnungsposten sind am Ende jeder Woche zu sammeln und nach Kunde zu ordnen. Jeder Kunde bekommt eine Rechnung für die von ihm in der Woche bestellten Artikel. Der Stückpreis der einzelnen Artikel wird mit der Menge multipliziert, um den Rechnungsbetrag zu ermitteln. Dazu kommt noch der im Moment gültigen Mehrwertsteuersatz. Rechnungen sind innerhalb von 30 Tage zu begleichen. 66

67 Akteure & Anwendungsfälle 5 Uses 3 Kunde 3 Kundenabfrage Rechnung 15 extends includes 2 Kundenauftragsbearbeitung Rechnungsstellung 10 Uses Buchhalter Ware 2 Rückstellungsbearbeitung Uses Auftragsverwalter extends Lieferauftragsbearbeitung Versandbearbeitung extends Lieferant Uses Versand 5 Uses 10 Lagerverwalterin Actor-Points = 14 UseCase-Points = 60 67

68 Product Owner erzählt Stories Story-Point Zählung Kunden Abfrage & Bestellung Story Versand Beauftrag ung Story Nachliefer ungs bestell Story Rechnung stellungs Story Rückstellungsbearbeitung Story Story-Points + Tester 8 Test-Points = 34 Story-Points / 6 Points per PM = 5,5 PMs 68

69 Automatisierte Aufwandsschätzung Anforderungs spezifikation Entwurfs modell Source Code Automatisiertes Analyse-Tool (misst Größe, Komplexität und Qualität) und berechnet Aufwand & Zeit Aufwand Laufzeit Teamstärke Wartungsaufwand 69

70 Automatisierte Aufwandschätzung mit PC-Calc Kalkulationsergebnisse / F u n c t i o n - P o i n t - M e t h o d e Einzelparameter: Overhead: 0,15 Änderungsrate: 0,12 geforderte Laufzeit: 8 Monate Ergebnisse: Aufwand in Mannmonaten...9,26 FPT unjustiert Computer-Stunden...0,00 FPT Qual.-justiert Kosten ,30 FPT justiert Qualitäts-Rate...0,68 Anzahl Datenobjekte...26 Qualitäts-Faktor...0,98 Anzahl Schnittstellen...42 Einflussfaktor...0,95 Anzahl Prozesse...10 Minimale Projektdauer...5,8 Monate optimale Besetzung...2 Personen geschätzter Wartungsaufwand...1,2 Mannmonate pro Jahr 70

71 Automatisierte Aufwandschätzung mit SoftCalc 71

72 Zusammenfassung Um Projekte zu kalkulieren, muß man die Produktivität der Mitarbeiter, die Größe und Komplexität des Vorhabens und die Projektbedingungen kennen. Produktivität wird anhand bisheriger Projekte ermittelt. Man muß die Projekttypen unterscheiden und je nach Projekttyp den richtigen Größenmaß auswählen. Man soll mit mindestens drei Schätzmethoden schätzen. Man muß den geschätzten Aufwand immer mit den Erfahrungswerten vergleichen. Man sollte die Schätzparameter immer wieder kalibrieren, denn Schätzen ist ein Lernprozeß, der nie zu Ende geht. 72

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